近年来,自动驾驶技术取得了非常迅速的发展,目前正处于从L2级辅助驾驶向L3级及以上过渡的重要阶段。发展自动驾驶的首要目的是降低交通事故率,安全是自动驾驶技术实现真正量产的前提,如何避免因电子电气软硬件失效导致对驾驶员及其他交通参与者造成伤害,保证自动驾驶系统的功能安全,是目前亟待解决的关键问题。ISO26262是汽车领域的功能安全国际标准,该标准基于V模型,为汽车产品的开发提供了概念阶段、系统阶段以及软硬件阶段的设计指导。2020年6月,联合国欧洲经济委员会（UNECE）颁布了首个针对L3级别自动车道保持系统（ALKS）的许可法规,该法规对ALKS系统的功能规范、运行范围及安全设计提出了要求。L3是从辅助驾驶迈向自动驾驶的第一步,但目前针对L3级别及以上的自动驾驶系统功能安全研究较少;此外,侧向控制是保障自动驾驶系统向外输出安全控制指令的重要一环,是自动驾驶系统的安全“守门员”,其重要性不言而喻,但目前的侧向控制研究主要集中在本体功能的实现,较少涉及本体功能失效后的安全设计。针对上述问题,为了提升自动车道保持系统的功能安全,本文基于ISO26262标准及UNECE法规,对ALKS系统的侧向控制展开如下研究:首先,进行ALKS系统概念阶段的分析与开发。包括对自动车道保持系统的功能描述、运行设计条件（包括外部环境、车辆自身状态、驾乘人员状态）进行定义,进而形成ALKS系统的初始架构,作为后续分析的基础;基于ALKS系统功能描述,利用危害与可操作性分析（HAZOP）方法识别功能异常,进而结合车辆运行场景形成整车级别危害事件,综合利用严重度S、暴露率E、可控性C的风险评估方法,得到上述危害事件的汽车安全完整性等级（ASIL）及对应的安全目标。其次,基于故障树进行安全需求的分解。基于上述安全目标及ALKS系统初始架构,选取侧向控制相关的安全目标对应的危害事件作为顶事件,利用故障树分析（FTA）和系统初始架构元素,向下层层分解直至得到分配给架构元素的功能安全需求;进而结合功能安全需求和系统初始架构,形成ALKS系统的功能安全架构（FSA）,该架构包括利用系统理论过程分析（STPA）的控制结构框图的系统物理视图以及利用状态机表达的系统行为视图;最后,结合功能安全架构的“输入-处理-输出”（I-P-O）逻辑关系,将功能安全需求向下继续分解,并提取其中的面向侧向控制模块的软件安全需求（SSR）,作为后续侧向控制算法的安全设计和验证的依据。最后,进行侧向控制功能安全设计及验证。基于已生成的面向侧向控制的软件安全需求,以实现L3级别自动驾驶的“失效运行（Fail-Operational）”为目标,对侧向控制模块进行功能安全设计。首先,基于软件安全需求和系统功能安全架构进一步细化了侧向控制模块的软件架构,作为安全设计的基础;其次,对实现异构冗余的两套控制算法（以精度最优为目标的模型预测控制MPC算法、以安全最优为目标的纯跟踪控制算法）进行详细介绍;再次,阐述了利用上述两套算法实现异构冗余与安全监控的具体侧向控制功能安全逻辑;最后,利用Simulink/Carsim联合仿真,通过注入典型侧向控制故障（非预期转向与丢失转向）,对上述安全设计进行了功能安全验证,验证结果显示,该安全设计满足了相应软件安全需求,保障了安全目标的实现。